Biotechnologie at Universität Wien | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Biotechnologie an der Universität Wien

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TESTE DEIN WISSEN

Nenne Beispiele der bunten Reihe!

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TESTE DEIN WISSEN
  • Harnstoffspaltung durch bakterielle Ureasen (NH3 entsteht, pH ^, Farbumschlag von Indikator Phenolrot)
  • Citratverwertung (Nährmedium, das als einzige C-Quelle Natriumcitrat enthält; bei bakterieller Verwertung ^ pH, Farbumschlag von Indikator Bromthymolblau)
  • Natriumthiosulfat (bei Verwertung entsteht H2S; bildet mit Eisensalzen schwarze Niederschläge)
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Nennen Sie die 3 Fermentationsverfahren nach Gaden:

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Nach Gaden beruht die Einteilung auf der Abhängigkeit der Produktbildung vom Energiestoffwechsel. 

1. Wachstumsgekoppelter Fermentationstyp 

2. Mischtyp

3. Wachstumsentkoppelter Fermentationstyp

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Nenne 1. Fermentationstyp:

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- Typ I:

Hier leitet sich das Produkt direkt aus dem Primärmetabolismus zur Energiegewinnung ab

Die Produktbildung hängt vom Substratverbrauch ab und ist diesem weitgehend proportional, ebenso ist das Wachstum. Es werden Primärmetabolite gebildet wie z.B. 

  • (Beispiel: Produktion von Ethanol durch alkoholische Gärung)

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Nenne 2. Fermentationstyp:

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- Typ II: 

  • Produktbildung hängt vom Substratverbrauch indirekt ab: Das Produkt entsteht indirekt aus dem primären Energiestoffwechsel. Beim Verlauf der spezifischen Raten wird deutlich, daß Wachstum und Substratverbrauch eng zusammenhängen. In der Wachstumsphase ist die Bildung des Produktes auch noch gering. In der Produktphase sind der spezifische Substratverbrauchs- und die spezifische Produktbildungsgeschwindigkeit sehr ähnlich. Wachstum zeigt "kleines" Maximum.
  • Beispiel: biotechnologische Gewinnung von Zitronensäure und einigen Aminosäuren


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Nenne 3. Fermentationstyp:

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- Typ III: Produktbildung hängt nicht vom Substratverbrauch ab. Hierzu gehören die komplexen Produkte Antibiotika, Vitamine etc. Sie werden oft auch Sekundärmetabolite genannt. Hier kann man klar in die Wachstums- und Produktionsphase 

unterteilen.


    • Primärmetabolismus und Produktbildung sind zeitlich voneinander getrennt 
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Fermentationstypen nach Gaden- Beziehung zwischen Wachstum und Produktbildung?

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Produktbildung und Wachstum müssen getrennt voneinander stattfinden

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Wie kann man die Proteinausbeute von E. coli steigern?

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Möglichkeiten zur Optimierung der Proteinausbeute:

  • Verringerung der Acetatbildung
  • Coexpression von Chaperonen
  • Verminderung der Proteaseaktivität
  • Verminderung der intrazellulären Akkumulation bzw. Renaturierung
  • Sekretion der gebildeten Proteine
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Was ist die Mikrobielle Biotransformation bzw. Stoffumwandlung? (Def + kurze Prozessbeschreibung)


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= Umwandlung von Ausgangsstoffen mit Hilfe mikrobieller Enzyme

o   Ausgangsstoffe meist xerogen (= werden im Mikroorganismus normalerweise nicht gebildet), weisenaber meist strukturelle Ähnlichkeit mit im MO-Stoffwechsel auftretenden Substanzen auf

  • meist in lebenden, aber ruhenden (nicht wachsenden) Zellen
    • teilweise mit immobilisierten Zellen/Enzymen => kontinuierliche Prozessführung
      • Umwandlungen erfolgen fast immer regio- oder stereoselektiv
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Was ist die  Mikrobielle Fermentation?

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o  = Prozesse, bei denen Produkte von Mikroorganismen hergestellt werden

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Wie sind Nährmedien für pflanzliche Zell- und Gewebekultur zusammengesetzt?

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  • Makronährstoffe (Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium, Schwefel)
  • Mikronährstoffe (Eisen, Mangan, Zink, Bor, Kupfer, Molybdän)
  • Zucker (Saccharose, Glucose, Fructose)
  • Vitamine (am häufigsten: Thiamin, Nicotinsäure, Pyridoxin)
  • Hexitole (Myo-Inositol, Sorbitol, Mannitol)
  • Phytohormone
  • Evtl. Aminosäuren (unterschiedliche Effekte)
  • Verfestigungsmittel (Agar; Oberflächenkultur)
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Was machen Phytohormone?

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o   Phytohormone regulieren Wachstum und Differenzierung der Pflanzenzellen €

  •  werden in der pflanzlichen Zell- und Gewebekultur zur Steuerung der Organogenese eingesetzt.
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Erkläre die bunte Reihe?

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physiologisch-biochemische Kriterien

 

Prinzip:

  •  biochemische Klassifizierung basierend auf bakterielle Stoffwechselleistungen und Enzymreaktionen
  •  Abbau bestimmter, dem Nährmedium zugesetzter Substanzen führt zur Bildung neuer Verbindungen
  •  diese führen dann zum Farbumschlag eines ebenfalls zugesetzten Indikators
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Q:

Nenne Beispiele der bunten Reihe!

A:
  • Harnstoffspaltung durch bakterielle Ureasen (NH3 entsteht, pH ^, Farbumschlag von Indikator Phenolrot)
  • Citratverwertung (Nährmedium, das als einzige C-Quelle Natriumcitrat enthält; bei bakterieller Verwertung ^ pH, Farbumschlag von Indikator Bromthymolblau)
  • Natriumthiosulfat (bei Verwertung entsteht H2S; bildet mit Eisensalzen schwarze Niederschläge)
Q:

Nennen Sie die 3 Fermentationsverfahren nach Gaden:

A:

Nach Gaden beruht die Einteilung auf der Abhängigkeit der Produktbildung vom Energiestoffwechsel. 

1. Wachstumsgekoppelter Fermentationstyp 

2. Mischtyp

3. Wachstumsentkoppelter Fermentationstyp

Q:

Nenne 1. Fermentationstyp:

A:

- Typ I:

Hier leitet sich das Produkt direkt aus dem Primärmetabolismus zur Energiegewinnung ab

Die Produktbildung hängt vom Substratverbrauch ab und ist diesem weitgehend proportional, ebenso ist das Wachstum. Es werden Primärmetabolite gebildet wie z.B. 

  • (Beispiel: Produktion von Ethanol durch alkoholische Gärung)

Q:

Nenne 2. Fermentationstyp:

A:

- Typ II: 

  • Produktbildung hängt vom Substratverbrauch indirekt ab: Das Produkt entsteht indirekt aus dem primären Energiestoffwechsel. Beim Verlauf der spezifischen Raten wird deutlich, daß Wachstum und Substratverbrauch eng zusammenhängen. In der Wachstumsphase ist die Bildung des Produktes auch noch gering. In der Produktphase sind der spezifische Substratverbrauchs- und die spezifische Produktbildungsgeschwindigkeit sehr ähnlich. Wachstum zeigt "kleines" Maximum.
  • Beispiel: biotechnologische Gewinnung von Zitronensäure und einigen Aminosäuren


Q:

Nenne 3. Fermentationstyp:

A:

- Typ III: Produktbildung hängt nicht vom Substratverbrauch ab. Hierzu gehören die komplexen Produkte Antibiotika, Vitamine etc. Sie werden oft auch Sekundärmetabolite genannt. Hier kann man klar in die Wachstums- und Produktionsphase 

unterteilen.


    • Primärmetabolismus und Produktbildung sind zeitlich voneinander getrennt 
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Q:

Fermentationstypen nach Gaden- Beziehung zwischen Wachstum und Produktbildung?

A:

Produktbildung und Wachstum müssen getrennt voneinander stattfinden

Q:

Wie kann man die Proteinausbeute von E. coli steigern?

A:

Möglichkeiten zur Optimierung der Proteinausbeute:

  • Verringerung der Acetatbildung
  • Coexpression von Chaperonen
  • Verminderung der Proteaseaktivität
  • Verminderung der intrazellulären Akkumulation bzw. Renaturierung
  • Sekretion der gebildeten Proteine
Q:

Was ist die Mikrobielle Biotransformation bzw. Stoffumwandlung? (Def + kurze Prozessbeschreibung)


A:

 

= Umwandlung von Ausgangsstoffen mit Hilfe mikrobieller Enzyme

o   Ausgangsstoffe meist xerogen (= werden im Mikroorganismus normalerweise nicht gebildet), weisenaber meist strukturelle Ähnlichkeit mit im MO-Stoffwechsel auftretenden Substanzen auf

  • meist in lebenden, aber ruhenden (nicht wachsenden) Zellen
    • teilweise mit immobilisierten Zellen/Enzymen => kontinuierliche Prozessführung
      • Umwandlungen erfolgen fast immer regio- oder stereoselektiv
Q:

Was ist die  Mikrobielle Fermentation?

A:

o  = Prozesse, bei denen Produkte von Mikroorganismen hergestellt werden

Q:

Wie sind Nährmedien für pflanzliche Zell- und Gewebekultur zusammengesetzt?

A:
  • Makronährstoffe (Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium, Schwefel)
  • Mikronährstoffe (Eisen, Mangan, Zink, Bor, Kupfer, Molybdän)
  • Zucker (Saccharose, Glucose, Fructose)
  • Vitamine (am häufigsten: Thiamin, Nicotinsäure, Pyridoxin)
  • Hexitole (Myo-Inositol, Sorbitol, Mannitol)
  • Phytohormone
  • Evtl. Aminosäuren (unterschiedliche Effekte)
  • Verfestigungsmittel (Agar; Oberflächenkultur)
Q:

Was machen Phytohormone?

A:

o   Phytohormone regulieren Wachstum und Differenzierung der Pflanzenzellen €

  •  werden in der pflanzlichen Zell- und Gewebekultur zur Steuerung der Organogenese eingesetzt.
Q:

Erkläre die bunte Reihe?

A:

physiologisch-biochemische Kriterien

 

Prinzip:

  •  biochemische Klassifizierung basierend auf bakterielle Stoffwechselleistungen und Enzymreaktionen
  •  Abbau bestimmter, dem Nährmedium zugesetzter Substanzen führt zur Bildung neuer Verbindungen
  •  diese führen dann zum Farbumschlag eines ebenfalls zugesetzten Indikators
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